JPH09159619A - 基板表面の欠陥検査装置 - Google Patents

基板表面の欠陥検査装置

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JPH09159619A
JPH09159619A JP31898195A JP31898195A JPH09159619A JP H09159619 A JPH09159619 A JP H09159619A JP 31898195 A JP31898195 A JP 31898195A JP 31898195 A JP31898195 A JP 31898195A JP H09159619 A JPH09159619 A JP H09159619A
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JP
Japan
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light
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laser light
light source
laser
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JP31898195A
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English (en)
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Tadashi Rokkaku
正 六角
Makoto Shimoyama
誠 下山
Makoto Shintani
誠 新谷
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 方向性のある欠陥検出の信頼性が向上し、検
査効率を高め得る装置を実現する。 【解決手段】 線光源であるレーザー光源40が発した
レーザー光42はコリメータレンズ43、円環状のスリ
ット45が設けられた円形マスク44、ハーフミラー4
7及び集光レンズ50を介して基板33表面に照射さ
れ、その基板33表面による反射光である正反射光と散
乱光52は該集光レンズ50、該ハーフミラー47、正
反射光遮断マスク53及び受光レンズ54を介して散乱
光52のみが受光器55により受光されるものとしたこ
とによって、基板33表面の各点には円錐面状レーザー
光51の頂点が位置し、±180°の方向からレーザー
光が照射されるため、方向性のある欠陥も容易に検出可
能となり、欠陥検査の信頼性が向上するとともに、レー
ザー光源は線光源であり、基板表面には線結像が形成さ
れるため、その線結像部分を同時に検査することがで
き、検査能率の向上が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガラス、アルミニ
ウム、プラスティック等を基材とする光磁気ディスク及
びハードディスク(磁気ディスク)用の基板や液晶表示
用ガラス基板等に適用される基板表面の欠陥検査装置に
関する。
【0002】
【従来の技術】従来のメモリーディスクのディスク基板
や液晶表示用ガラス基板の表面欠陥検査においては、検
査対象面上にレーザービームをφ10μm〜φ30μm
のスポットに絞って照射し、該ビームを該検査対象面上
でスキャニングし、欠陥部からの該ビームの散乱光を受
光することにより検査を行っていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来のレーザービーム
スキャニング方式の欠陥検査装置においては、欠陥の方
向によっては欠陥が検出しにくいという課題があった。
【0004】例えば、図2(a)に示すように、基板2
に照射されたレーザービーム1とこのレーザービーム1
の基板2による正反射ビーム3とにより形成される面4
に対して、スクラッチ傷5aの方向が直交する場合、該
ビーム1の該スクラッチ傷5aからの散乱光6aは、該
面4内にある。このような場合は、受光素子7による該
散乱光6aの検出の信頼性が高くなる。
【0005】しかし、図2(b)に示すように、スクラ
ッチ傷5bの方向が該面4に平行な場合、該ビーム1の
該スクラッチ傷5bからの散乱光は、該面4に対して平
行ではなくなる。このような場合、該受光素子7による
該散乱光検出の信頼性は低下する。
【0006】上記の課題に鑑みて、本出願人はすでに、
本出願人の先願に係る特願平06−247618「ガラ
ス基板の欠陥検査装置」及び特願平07−252829
「基板表面の欠陥検査装置」を出願しており、これらの
先願において、点光源のレーザー光源から円錐面状レー
ザー光を形成し、方向性のある欠陥からの散乱光検出の
信頼性を高める検査装置の提案を行っている。
【0007】しかしながら、前記の提案の装置も、検査
能率と信頼性の点においては、不十分であった。その原
因は、レーザー光源として点光源を用いたことにあっ
た。以下、その内容を簡単に説明する。
【0008】特願平06−247618で提案した装置
においては、図3に示すように、半円錐状レーザー光8
が基板2の表面に焦点を結ぶ。すなわち、該円錐面の頂
点が該基板2の表面にある。該半円錐状レーザー光がス
クラッチ傷5に照射されると、正反射光9と破線で示す
散乱光10,11が発生する。この装置では、該正反射
光9は遮断して該散乱光10,11のみを透過させる図
示しないマスクが設けられており、該散乱光10,11
のみを受光する方式としていた。
【0009】この方式の場合、該スクラッチ傷の方向に
無関係に該散乱光の検出感度を高めることができるが、
検査能率の点で課題があった。すなわち、該半円錐状レ
ーザー光の頂点を該基板表面に点結像させているため、
点を移動させて該基板表面の全面に渡って検査する場
合、多大な検査時間を要していた。
【0010】特願平07−252829で提案した装置
においては、レーザー光源として点光源を用いた点は、
特願平06−247618と同様であるが、図4
(a),(b)に示すように、半円錐状レーザー光32
を基板33の表面に点結像させるのではなく、半円弧3
4として結像するようにした上で、図示しないマスクに
より正反射光37を遮断し、散乱光35,36を透過さ
せて、該散乱光35,36を図示しない光学系と受光器
で検出するようにしている。
【0011】この方式によると、検査能率を向上させる
ことができる。この点について、理解を容易にするため
に図5に示すように、内半径r1 、外半径r2 のガラス
ディスク基板33に該半円弧像34を結像させ、該基板
33をNrpmで回転させ、該半円弧像34を半径方向にV
mm/秒速度で移動させて検査する場合を考える。
【0012】ここで注意すべき点は、該基板33の表面
上の任意点が該半円弧像を1回横切った場合は、一方向
のレーザー光の照射としかならないことである。そのた
め、多方向からのレーザー光を照射する効果をもたらす
ためには、該基板33の表面上の任意の点は、該半円弧
像34を複数回横切る必要がある。その様子を図5
(b)に示す。
【0013】該基板の内半径r1 =12.5mm、外半径
2 =44.5mm、回転数N=2743rpm とし、該半
円弧像34の半径をr0 =1mm、移動速度V=9.14
3mm/秒とする。このとき、該基板33の表面上の任意
の点は、例えば、図5(b)中に点A〜Jで示すよう
に、該半円弧像34を10回横切る。
【0014】また、図中に示す角度θ1 ,θ2 は、それ
ぞれ66.5°となる。すなわち、±66.5°の範囲
内にある10方向からのレーザー光の照射を行って検査
をすることに等しい効果が得られる。この方式による場
合、確かに検査能率は高まる。しかし、次のような点が
不十分であった。
【0015】(1)不連続な多方向からのレーザー光を
照射した場合と同等の効果があるが、常時連続的な±1
80°方向からの同時照射、すなわち、円錐状ビームを
点結像した場合と比較すると、方向性のある欠陥検出の
信頼性が低い。
【0016】(2)該基板33の表面上の任意の点が該
半円弧像34を横切る回数を増加し、かつ図5(b)の
角度θ1 ,θ2 を大きくするためには、該回転数Nrpmを
大きくしなければならない。しかし、これも装置構成上
制約がある。ちなみに、この方式でN=2743rpm 、
V=9.143mm/秒としても、検査時間は(r2 −r
1 )/V=3.5秒となる。
【0017】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたもので、方向性のある欠陥検出の信頼性を向上さ
せ、低い基板回転数でも十分検査能率が高め得る基板表
面の欠陥検査装置の提供を目的とする。
【0018】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明に
係る基板表面の欠陥検査装置は、線状に形成されたレー
ザー光源、該レーザー光源が発したレーザー光をコリメ
ータレンズを介して入射する円環状のスリットが設けら
れた円形マスク、該円形マスクが出射したレーザー光を
入射して透過するハーフミラー、該ハーフミラーを透過
したレーザー光を入射し基板面に線状に結像させる集光
レンズ、該集光レンズが出射したレーザー光の基板面で
の反射により生じ該集光レンズにより集光され該ハーフ
ミラーにより反射された正反射光と散乱光を入射する正
反射光遮断マスク、および該遮断マスクを通過した散乱
光を受光レンズを介して入射し基板表面の欠陥を検出す
る受光器を備えたことを特徴としている。
【0019】上記において、レーザー光源は線光源であ
り、この線光源は複数の点光源が連続して配設されて形
成されたものと考えることができる。該線光源上の任意
の1個の点光源から発するレーザー光は、コリメータレ
ンズにより円柱状レーザー光となり、円形マスクにより
円筒状レーザー光となり、ハーフミラーを透過した後、
集光レンズにより円錐面状レーザー光となって、基板表
面に点結像する。
【0020】該点結像が発する正反射光と基板表面に欠
陥がある場合に生じる散乱光は、該集光レンズにより集
光され該ハーフミラーにより反射された後、正反射光遮
断マスクにより正反射光が除去され、散乱光のみが受光
レンズにより受光されて基板表面の欠陥が検出される。
【0021】該点結像は、円錐面状レーザー光が照射さ
れて形成されたものであり、基板面の点結像部分はレー
ザー光が±180°の方向からレーザー光が照射される
ため、方向性のある欠陥も容易に検出することができ、
欠陥検出の信頼性を高めることができる。
【0022】また、該レーザー光源は、複数の点光源が
線状に配設されて形成された線光源であるため、該基板
表面には該点結像が複数個集合した線結像が形成され、
基板面の該線結像部分の欠陥を同時に検出することがで
きるため、検査能率の向上が可能となる。
【0023】
【発明の実施の形態】本発明の実施の一形態に係る基板
表面の欠陥検査装置について、図1により説明する。
【0024】図1に示す本実施形態に係る装置は、線状
に形成された線光源であるレーザー光源40、該レーザ
ー光源40が出射したレーザー光42をコリメータレン
ズ43を介して入射し円環状のスリット45が設けられ
た円形マスク44、該円形マスク44が出射したレーザ
ー光46を入射するハーフミラー47、該ハーフミラー
47による反射光を受光レンズ48を介して受光するパ
ワーモニター49、上記ハーフミラー47が透過したレ
ーザー光51を出射してガラスディスク基板33面に焦
点を結ぶ集光レンズ50、該集光レンズ50が出射した
レーザー光51の上記ガラスディスク基板33による正
反射光と散乱光52を上記集光レンズ50及びハーフミ
ラー47を介して入射する正反射光遮断マスク53、該
遮断マスク53を通過した散乱光52を受光レンズ54
を介して受光する散乱光受光器55、および上記集光レ
ンズ50が出射したレーザー光51の上記ガラスディス
ク基板33による透過光56を受光レンズ57を介して
受光する透過光受光器58を備えている。
【0025】次に、本実施形態に係る装置の作用につい
て説明する。上記線光源であるレーザー光源40は、複
数の点光源が連続して配設されて形成されたものと考え
られるが、この中の任意の点光源41が発するレーザー
光42の作用について、まず説明する。
【0026】この任意の点光源41から発したレーザー
光42は、コリメータレンズ43を介して円形マスク4
4に到達する。該円形マスク44には、円環状のスリッ
ト45が設けてあり、該レーザー光42は該円形マスク
44を通過すると、円筒状レーザー光46となる。
【0027】該円筒状レーザー光46の一部は、ハーフ
ミラー47で反射されて、受光レンズ48を介してパワ
モニター49により受光される。該円筒状レーザー光4
6の残りは、該ハーフミラー47を透過して集光レンズ
50によって円錐面状レーザー光51となり、ガラスデ
ィスク基板33面で結像する。
【0028】ガラスディスク基板33の表面上に欠陥が
あると、図中の破線で囲まれた領域内の散乱光52が発
生する。該散乱光52は、該集光レンズを介して該ハー
フミラー47に至り、90°方向を変えて正反射光遮断
マスク53、受光レンズ54を通過した後、散乱光受光
器55により検出される。
【0029】該基板33の表面に欠陥であるクラックま
たはピンホールがある場合、散乱光52も発生するが、
透過光56のパワーレベルが大きくなるため、受光レン
ズ57を介して透過光受光器58によりクラックまたは
ピンホールが検出される。
【0030】以上、任意の点光源41が発するレーザー
光42による作用について述べてきたが、該レーザー光
源40は線光源のため、該基板33の表面には円錐面状
レーザー光51による点結像の集合体が形成され、線結
像される。しかも、該線結像上の任意の点は、円錐面状
レーザー光の頂点となっている。したがって、該基板3
3の表面上の任意の点は、該線結像を1回横切ることに
よって、円錐面状レーザー光の照射を受けて検査され
る。このことは、検査能率の点からも有利である。
【0031】例えば、図示しない装置により該基板33
を矢印a方向に回転数Nrpmで回転させると共に、矢印b
方向にVmm/秒の速度で移動させたとする。また、該線
結像の長さLを1mm、幅Wを10μmとし、検査時間を
1.8秒とする。該基板33の内径2r1 =20mm、外
径2r2 =89mmの場合、検査開始から終了までの該基
板の回転数は、(r2 −r1 )/L=34.5→35回
となる。
【0032】したがって、該基板33の所要回転速度
は、 N=(35/1.8)rps ≒1167rpm となる。すなわち、短時間(1.8秒)で検査を行うこ
とができると共に、該基板の所要回転速度も、高々12
00rpm あれば十分となった。
【0033】
【発明の効果】本発明の基板表面の欠陥検査装置は、線
光源であるレーザー光源が発したレーザー光はコリメー
タレンズ、円環状のスリットが設けられた円形マスク、
ハーフミラー及び集光レンズを介して基板表面に照射さ
れ、その基板表面による反射光である正反射光と散乱光
は該集光レンズ、該ハーフミラー、正反射光遮断マスク
及び受光レンズを介して散乱光のみが受光器により受光
されるものとしたことによって、基板表面の各点には円
錐面状レーザー光の頂点が位置し、±180°の方向か
らレーザー光が照射されるため、方向性のある欠陥も容
易に検出可能となり、欠陥検査の信頼性が向上するとと
もに、レーザー光源は線光源であり、基板表面には線結
像が形成されるため、その線結像部分を同時に検査する
ことができ、検査能率の向上が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の一形態に係る欠陥検査装置の説
明図である。
【図2】従来の欠陥検査の説明図である。
【図3】本出願人らの先願に係る一発明の説明図であ
る。
【図4】本出願人らの先願に係る他の発明の説明図であ
る。
【図5】上記本出願人らの先願に係る他の発明の基板駆
動の説明図である。
【符号の説明】
41 線光源 42 レーザー光 43 コリメータレンズ 44 円形マスク 46 円筒状レーザー光 47 ハーフミラー 50 集光レンズ 51 円錐面状レーザー光 33 基板 52 散乱光 53 正反射光遮断マスク 54 受光レンズ 55 散乱光受光器

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 線状に形成されたレーザー光源、該レー
    ザー光源が発したレーザー光をコリメータレンズを介し
    て入射する円環状のスリットが設けられた円形マスク、
    該円形マスクが出射したレーザー光を入射して透過する
    ハーフミラー、該ハーフミラーを透過したレーザー光を
    入射し基板面に線状に結像させる集光レンズ、該集光レ
    ンズが出射したレーザー光の基板面での反射により生じ
    該集光レンズにより集光され該ハーフミラーにより反射
    された正反射光と散乱光を入射する正反射光遮断マス
    ク、および該遮断マスクを通過した散乱光を受光レンズ
    を介して入射し基板表面の欠陥を検出する受光器を備え
    たことを特徴とする基板表面の欠陥検査装置。
JP31898195A 1995-12-07 1995-12-07 基板表面の欠陥検査装置 Withdrawn JPH09159619A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012063272A (ja) * 2010-09-16 2012-03-29 Bridgestone Corp 検査装置および検査方法
CN111307824A (zh) * 2020-04-08 2020-06-19 山东交通学院 木质板材表面凹坑缺陷检测装置
CN113533351A (zh) * 2021-08-20 2021-10-22 合肥御微半导体技术有限公司 一种面板缺陷检测装置及检测方法

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Effective date: 20030304